發(fā)布時間：2017-12-13 16:35

  本文關鍵詞：高通量連鑄連軋鋁合金熔體夾雜物的研究

  更多相關文章： 高通量連鑄連軋 AA8011 AA5754 夾雜物 鑄嘴堵塞 拉伸性能

【摘要】：高通量連鑄連軋鋁合金生產(chǎn)工藝采用電解鋁液直接配備合金溶液,隨后通過雙鋼帶連鑄機和熱三連軋機,直接成型為2mm~8mm的坯料,熔體的流通量能夠達到50t/h。但是電解鋁液中夾雜物較多,直接會影響所生長板材的力學性能,同時還會加劇高通量連鑄連軋鋁合金生產(chǎn)過程中鑄嘴堵塞的發(fā)生。力學性能作為產(chǎn)品質量的重要指標,鑄嘴作為直接把熔體送入雙鋼帶連鑄機的主要部件,均會影響工藝的生產(chǎn)效率。因此研究高通量連鑄連軋鋁合金熔體內夾雜物的變化規(guī)律以及夾雜物對高通量連鑄連軋工藝及產(chǎn)品性能的影響十分重要。本文分別采用IPP金相定量分析法、Prefil-Footprinter法、PoDFA法、掃描電鏡及能譜分析對比研究了AA8011、AA5754兩種鋁合金熔體在凈化處理過程中,熔體內夾雜物的形貌、種類和尺寸分布規(guī)律變化,分析了高含量合金元素對夾雜物的影響。研究了夾雜物對高通量連鑄連軋A8011鋁合金鑄嘴堵塞的影響及對AA5754連鑄連軋板材性能的影響。同時考察了IPP金相定量分析法、Prefil-Footprinter法和PoDFA技術三種夾雜物定量分析方法在實際工業(yè)生產(chǎn)中的實用性。通過對高通量連鑄連軋鋁合金熔體內夾雜物形貌及種類分析表明,AA8011鋁合金熔體內夾雜物主要是氧化膜、碳化物、細化劑(TiB2)顆粒和鹵化物鹽類;高合金元素的AA5754鋁合金熔體還含有氧化鎂和尖晶石(MgAl2O4)組成含鎂氧化物,這些夾雜物尺寸均大于AA8011鋁合金熔體中夾雜物尺寸。Al-5Ti-B細化劑的加入,使得鋁合金熔體中夾雜物種類增加。但經(jīng)過不同的連續(xù)凈化工藝處理,夾雜物種類逐漸減少,夾雜物形貌均由原來團聚形成多刺、無規(guī)則形狀,逐漸變得形貌圓滑、形狀規(guī)則、分布均勻。在鑄造前AA8011鋁合金熔體中剩余夾雜物主要為尺寸小于5μm的Al4C3,而AA5754鋁合金熔體還含有一些尺寸在10~20μm,形貌圓滑的含鎂氧化物。通過對AA8011和AA5754兩種鋁合金熔體中夾雜物含量在連續(xù)凈化過程演變規(guī)律分析表明,熔體中夾雜物含量(夾雜物面積比)隨著在線凈化工藝的處理,夾雜物含量均呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。但是合金元素,特別是Mg元素的存在使得熔體內夾雜物含量明顯增加,尺寸增大。在對應位置處,高通量連鑄連軋AA5754鋁合金熔體中夾雜物含量是AA8011鋁合金熔體內的2~3倍,尺寸也是AA8011鋁合金熔體中夾雜物尺寸的5~6倍。尺寸較小的夾雜物能夠通過SNIF除氣凈化處理除去,泡沫陶瓷過濾器對兩種合金熔體內尺寸較大的夾雜物均有很好的過濾效果。但深床過濾器對AA5754鋁合金熔體的凈化效果不如對AA8011鋁合金熔體的凈化效果,因此在工業(yè)生產(chǎn)中根據(jù)生產(chǎn)合金種類的不同,來調整深床過濾器的使用。利用IPP金相定量分析法、Prefil-Footprinter法和PoDFA法對AA8011和AA5754兩種鋁合金熔體內夾雜物進行定量分析表明,金相分析法和Prefil-Footprinter、PoDFA法的結果有很好的一致性。由于AA8011鋁合金熔體內夾雜物種類較少,使PoDFA法的計算方法進行計算意義不大,必要時可以作為Prefil-Footprinter法的驗證。通過對高通量連鑄連軋AA8011鑄嘴堵塞機理研究,在堵塞的鑄嘴型腔內的結瘤物由三層結構組成:反應層、掛渣層和金屬層。尺寸小于3μm的夾雜物一般情況下對合金產(chǎn)品的性能影響不大,但是會加劇鑄嘴掛渣,造成鑄嘴堵塞,降低高通量連鑄連軋鋁合金產(chǎn)品的生產(chǎn)效率,增加經(jīng)濟成本。同時由于高通量連鑄連軋工藝特點,這些尺寸較小的夾雜物會在鑄造過程容易聚集在一起,造成鑄板的偏析,影響產(chǎn)品的性能。通過拉伸實驗和斷口分析得出,隨夾雜物含量的增大,特別是當夾雜物在試樣邊部,容易形成裂紋源,造成高通量連鑄連軋AA5754鋁合金軋板合金抗拉強度和延伸率變差。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG335.9;TG292

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